Устройство для регулирования переменного напряжения

Устройство для регулирования переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11) 551794

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио08.07.75 (21) 2152200/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.77.Бюллетень № 11

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) М. К .

H 02 P 13/16

Н 02 М 5/12//

fG 05 F 1/32

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316, ° 722 (088.8) (45) Дата опубликования описания16.06.77 (72) Авторы изобретения

А. В. Кобзев, В. П. Обрусник, А. Ф. Сочелев и Г. А. Шадрин

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам-стабилизаторам переменного напряжения и тока, и может быть использовано в качестве исполнительных органов стабилизаторов напряжения в радио- и электронной аппаратуре.

Известны устройства для регулирования переменного напряжения, содержащие две встречнс соединенные цепочки, подключенные к зажимам питающей сети и состоящие из 1О согласно-последовательно включенных диода и тиристора каждая, причем параллельно одной из них включен нелинейный дроссель, и вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена последовательно 15 с цепью нагрузки, а первичная подключена к обшей точке соединения указанных цепочек и одному из зажимов питающей сети (1), (2), (3).

Недостатком известных устройств являет-go ся недостаточно высокие энергетические показатели, обусловленные наличием "дроссельного режима" на интервале времени, когда нелинейный дроссель не достиг своего насыщения, а первичная обмотка трансформатора 25 оказалась отключенной от питающей сети за счет естественного запирания тиристора второй цепочки. Если же параметры нагрузки таковы, что ток нагрузки спадает до нуля позже, чем насыщается нелинейный дроссель, наблюдается ограничение диапазона изменения угла регулирования, а следовательно, и угла насыщения (f3 2 R -сС„) углом сдвига тока, т.е. постоянной времени нагрузки.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей устройства при узкодиапазонном регулировании выходного напряжения.

Это достигается тем, что параллельно другой цепочке подключают второй нелинейный дроссель, благодаря чему исключается возможность "дроссельного режима" на указанном временном интервале, При этом для осуществления регулирования выходного напряжения вверх и вниз от его номинального значения, обмотки обоих нелинейных дросселей могут быть выполнены в виде двух секций каждая, которые соединяют между собой по мостовой схеме, и в диагональ последней включают первичную обмотку трансформатора.

551794

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены принципиальные схемы устройства для соответствующих случаев выполнения обмоток нелинейных дросселей, где: 1 - нелинейный дроссель первой цепочки; 2, 3 — диод и тиристор первой б цепочки соответственно; 4, 5 — диод и тиристор второй цепочки соответственно; 6— коммутирующий конденсатор; 7 — нагрузка;

8 — вольтодобавочный трансформатор; 9, 10первичная и вторичная обмотки трансформа- 10 тора 8 соответственно; 11 — нелинейный дроссель второй цепочки; 12, 13 — первая и вторая секции обмотки нелинейного дросселя 1 соответственно; 14, 15 — первая и вторая секции нелинейного дросселя 11 со- 15 ответственно.

На фиг. 3 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства при активно-индуктивной нагрузке, где 16— кривая напряжения сети; 1 7 — кривая тока 20 нагрузки; 18 — кривая тока первичной обмотки 9; 1 9 — кривая выходного напряжения на нагрузке 7 (фиг. 1); 20 - кривая напряжения на нелинейном дросселе 1; 21— кривая напряжения на нелинейном дросселе Ы

11; 22 - кривая тока размагничивания нелинейного дросселя 1; 23 — кривая тока намагничивания нелинейного дросселя 11;. 24— кривая тока намагничивания нелинейного дросселя; 25 — кривая тока размагничивания не- 30 линейного дросселя 11; 26 — кривая тока первичной обмотки 9 после смены полярности напряжения 17; 27 — кривая выходного напряжения на нагрузке 7 (фиг. 2); с — угол регулирования; p„- угол насыщения. Зб

Рассмотрим принцип работы устройства, приведенного на фиг. 1. В положительный полупериод (см. фиг. 3) напряжения (кривая

16 ) при переходе тока нагрузки (кривая 1 7) через ноль (oC =(p ) открывается тиристор 3 40 и по цепи: + +сети — диод 2 — тиристор 3— — обмотка 9 — (=) сети начинает протекать ток (кривая 18). При этом к нагрузке 7 будет прикладываться напряжение, равное сумме напряжений первичной и вторичной обмо- 4> ток 9, 10 трансформатора 8 (кривая 19) осуществляется вольтодобавка. Сердечник нелинейного дросселя 1 остается насыщенным, так как обмотка 12 закорочена и на ней нет падения напряжения (кривая 20), а дроссель

11 намагничивается, поскольку к нему приложено сетевое напряжение (кривая 21). При заданном угле коммутации oC, = <х, открык вается тиристор 5. Конденсатор 6, заряженный полярностью, приведенной на фиг. 1 без скобок, запирает тиристор 3 и перезаряжается по контуру: обкладка — тиристор 5 — обмотка 9 — сеть — диод 2 — обкладка. Одновременно начинает размагничиваться нелинейный дроссель 1 (кривая 22) и насыщает- @ ся дроссель 11 (кривая 23), но теперь сетевое напряжение 16 будет приложено к обмотке 12 (кривая 20 ) . Когда напряжение на конденсаторе 6 сравняется с напряжением 16 сети отпирается диод 4, образуется контур, обхватывающий первичную обмотку

9 вольтодобавочного трансформатора 8, по которой протекает ток (кривая 24).

После смены полярности напряжения сети при oc = Я (отрицательный полупериод) нелинейный дроссель 1 начинает намагничиваться, ток (кривая 24) продолжает протекать в прежнем направлении и достигает нулевого значения в момент cx . = (+ К, при этом тирисэор 5 естественно закрывается.

Ток нагрузки (кривая 17) меняет направле..ние и пс контуру: обмотка 9 — обмотка 14 насыщенного дросселя 11 - протекает Toê (кривая 25). В момент времени оо = f5< насыщается сердечник нелинейчого дросселя

1 (кривая 22), а нелинейный дроссель 11 начинает размагничиваться (кривая 23), через обмотку 12 дросселя 1 протекает ток (кривая 26) по цепи: (+) сеть — обмотка 9обмотка 12 — (-) сеть, который спадает до нуля при oG = (p 2 iY . На интервале

d <, С (fbK к нагрузке прикладывается сетевое напряжение, а на интервалах

О ос - oC и p - со 2K — с вольтодобавкой. Выходное напряжение (кривая 1 S) будет синфазно с сетевым (кривая 16) и симметричным в оба полупериода. В случае спадания тока (кривая 1 7) до нуля позже момента насыщения oC, = p „сердечника нелинейного дросселя 1„ т,е. при сс = < + Т. сб 3 то для исключения короткого замыкания сети через открытые диод

4, тиристор 5 и обмотку 12 насыщенного дросселя 1 необходимо повторно открыть тиристор 3. Этот случай показан на фиг. 3 пунктиром. Здесь на интервале „(<,<

< P + К через тиристор 3, диод 2 и обмотку 9 этот ток протекает встречно напряжению сети, а после смены его полярности ток (кривая 26) протекает через обмотку 12, минуя обмотку 14 дросселя 1 1. Из фиг. 3 видно, что ток нагрузки (кривая 17) представляет собой сумму токов 18, 24, 25, 26, протекающих по отдельным элементам устройства.

Устройство на фиг. 2 отличается тем, что здесь после "вольтодобавки" с момента о = ос, будет происходить "вольтодобавка" (см. фиг. 3), так как выходное напряжение (кривая 27) будет определяться разностью сетевого напряжения и напряжения вторичной обмотки 10. Это позволяет расширить зону регулирования выходного напряжения по сравнению с устройством фиг. 1.

55 1 794

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее две встречно-последовательно соединенные цепочки, подключенные к соответствующим входным выводам и состоящие из согласно-последовательно включенных диода и тиристоракаждая, причем параллельно одной из них включен нелинейный дроссель, и вольтодобавоч- р ный трансформатор, вторичная обмотка которого соединена последовательно с цепью нагрузки, а первичная подключена к общей точке соединения указанных цепочек с одним из входных выводов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показателей при узкодиапазонном регулировании выходного напряжения. параллельно другой цепочке подключен второй нелинейный дроссель.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что обмотки нелинейных дросселей выполнены в виде двух секций, соединенных по мостовой схеме, в диагональ которой включена первичная обмотка указанного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 453781, М.Кл. Н 02 Р 13/16, 197- 1.

2. Авторское свидетельство СССР № 319932, М.Кл. G 05 F 1/22, 1971, 3. Патент США № 3732485, М. Кп, (05 F 1/30, 1973.

551794

Составитель Д. Фуфлыгин

Редактор E. Скляревская Техред A. Богдан Корректор А. Власенко

Заказ 135/32 Тираж 802 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4